JPH1125428A - 磁気抵抗効果型ヘッド及びその初期化方法 - Google Patents
磁気抵抗効果型ヘッド及びその初期化方法Info
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- JPH1125428A JPH1125428A JP9174748A JP17474897A JPH1125428A JP H1125428 A JPH1125428 A JP H1125428A JP 9174748 A JP9174748 A JP 9174748A JP 17474897 A JP17474897 A JP 17474897A JP H1125428 A JPH1125428 A JP H1125428A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 第２の強磁性層をピン止めするための反強磁
性層と縦バイアス磁界を印加するための反強磁性層を同
じ材料にすることにより、製造コストの安価なＧＭＲ効
果に基づく磁気抵抗効果型ヘッド及びその初期化方法を
提供すること。 【解決手段】 第１の強磁性層１の中央部に隣接して非
磁性金属層２が形成され、この非磁性金属層２に隣接し
て第２の強磁性層３が形成され、この第２の強磁性層３
及び第１の強磁性層１を覆うように反強磁性層４が形成
され、この反強磁性層４の両端部に隣接して一対の電極
５が形成されていること。
性層と縦バイアス磁界を印加するための反強磁性層を同
じ材料にすることにより、製造コストの安価なＧＭＲ効
果に基づく磁気抵抗効果型ヘッド及びその初期化方法を
提供すること。 【解決手段】 第１の強磁性層１の中央部に隣接して非
磁性金属層２が形成され、この非磁性金属層２に隣接し
て第２の強磁性層３が形成され、この第２の強磁性層３
及び第１の強磁性層１を覆うように反強磁性層４が形成
され、この反強磁性層４の両端部に隣接して一対の電極
５が形成されていること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果型ヘ
ッド及びその初期化方法に係り、特に、巨大磁気抵抗効
果を利用した磁気抵抗効果型ヘッド及びその初期化方法
に関する。
ッド及びその初期化方法に係り、特に、巨大磁気抵抗効
果を利用した磁気抵抗効果型ヘッド及びその初期化方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気抵抗効果を用いたＭＲヘッドは高い
磁界応答感度を有しているため、高密度の磁気記録装置
において利用されている。従来のＭＲヘッドにおいては
磁気抵抗効果材料として、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）効
果をもつ磁性膜が用いられていた。このＡＭＲ型のＭＲ
ヘッドにおいて、電気抵抗は磁気抵抗効果材料に供給す
る電流と磁気抵抗効果材料の磁化のなす角度の余弦の２
乗に比例している。磁気記録装置では、磁気記録媒体か
らの信号磁界が磁気抵抗効果材料の磁化の方向を変化さ
せ、この変化がついで磁気抵抗効果材料の抵抗値の変化
および感知した電流または電圧の変化を引き起こすた
め、記録データを磁気記録媒体から読み出すことができ
る。
磁界応答感度を有しているため、高密度の磁気記録装置
において利用されている。従来のＭＲヘッドにおいては
磁気抵抗効果材料として、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）効
果をもつ磁性膜が用いられていた。このＡＭＲ型のＭＲ
ヘッドにおいて、電気抵抗は磁気抵抗効果材料に供給す
る電流と磁気抵抗効果材料の磁化のなす角度の余弦の２
乗に比例している。磁気記録装置では、磁気記録媒体か
らの信号磁界が磁気抵抗効果材料の磁化の方向を変化さ
せ、この変化がついで磁気抵抗効果材料の抵抗値の変化
および感知した電流または電圧の変化を引き起こすた
め、記録データを磁気記録媒体から読み出すことができ
る。
【０００３】最近、さらに高い磁気抵抗効果をもつ材料
として巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）効果が発見されている。
その本質的な特徴は少なくとも２つの強磁性金属層が非
強磁性金属層によって分離されていることである。この
ＧＭＲ効果は強磁性層の強い反強磁性的な結合を示すＦ
ｅ／ＣｒまたはＣｏ／Ｃｕの多層膜等の系、ならびに２
つの強磁性金属層の一方の磁化方向が固定されているか
ピン止めされている系でみられる。ＧＭＲ効果におい
て、電気抵抗は隣り合った強磁性層の磁化のなす角度の
余弦に比例しており、電流方向には依存しない。
として巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）効果が発見されている。
その本質的な特徴は少なくとも２つの強磁性金属層が非
強磁性金属層によって分離されていることである。この
ＧＭＲ効果は強磁性層の強い反強磁性的な結合を示すＦ
ｅ／ＣｒまたはＣｏ／Ｃｕの多層膜等の系、ならびに２
つの強磁性金属層の一方の磁化方向が固定されているか
ピン止めされている系でみられる。ＧＭＲ効果におい
て、電気抵抗は隣り合った強磁性層の磁化のなす角度の
余弦に比例しており、電流方向には依存しない。
【０００４】この種のＧＭＲ効果を用いた磁気ヘッドは
例えば特開平４−３５８３１０号公報に示されている。
図５は従来のＧＭＲ効果を用いた磁気ヘッドの一例を示
す断面図である。信号磁界を感知する感磁部は非磁性金
属層２によって分離された、第１の強磁性層１及び第２
の強磁性層３、第２の強磁性層の磁化を交換結合により
ピン止めするための反強磁性層４から構成されている。
ピン止めされていない自由な第１の強磁性層１の磁化は
ピン止めされた第２の強磁性層２の磁化と直交するよう
に設定される。線形応答が最も大きく、ダイナミックレ
ンジが最も広いのは、ピン止めされた第２の強磁性層３
の磁化が信号磁界の方向２２に平行であり、自由な第１
の強磁性層１の磁化が信号磁界の方向２２に直角なもの
である。このとき、第１の強磁性層１の磁化のみが自由
に回転し、二層の磁化の間の角度が変化し、これが抵抗
変化として感知される。また、第１の磁性層を単一のド
メイン状態に保持するための縦バイアス磁界を生じさせ
る手段として、反強磁性層８が第１の強磁性層の端部に
隣接して設けられる。
例えば特開平４−３５８３１０号公報に示されている。
図５は従来のＧＭＲ効果を用いた磁気ヘッドの一例を示
す断面図である。信号磁界を感知する感磁部は非磁性金
属層２によって分離された、第１の強磁性層１及び第２
の強磁性層３、第２の強磁性層の磁化を交換結合により
ピン止めするための反強磁性層４から構成されている。
ピン止めされていない自由な第１の強磁性層１の磁化は
ピン止めされた第２の強磁性層２の磁化と直交するよう
に設定される。線形応答が最も大きく、ダイナミックレ
ンジが最も広いのは、ピン止めされた第２の強磁性層３
の磁化が信号磁界の方向２２に平行であり、自由な第１
の強磁性層１の磁化が信号磁界の方向２２に直角なもの
である。このとき、第１の強磁性層１の磁化のみが自由
に回転し、二層の磁化の間の角度が変化し、これが抵抗
変化として感知される。また、第１の磁性層を単一のド
メイン状態に保持するための縦バイアス磁界を生じさせ
る手段として、反強磁性層８が第１の強磁性層の端部に
隣接して設けられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のＧＭＲ効果を用
いた磁気ヘッドでは、第２の強磁性層をピン止めする方
向と縦バイアスの方向が異なっている。ここで、反強磁
性層を用いて強磁性層をピン止めするためには強磁性層
と反強磁性層を接して成膜したうえで、磁界中で反強磁
性層のブロッキング温度近くまで昇温しなければならな
い。この際、２つの反強磁性層は十分に異なるブロッキ
ング温度を有していなければならない。その理由は、ブ
ロッキング温度が一様であると第２の強磁性層のピン止
めと縦バイアス方向のピン止めのための磁界中昇温処理
のうち、後で行なう工程におけるピン止め方向のみが有
効になってしまうからである。このため、２つの反強磁
性層は十分に異なるブロッキング温度を有する異なる材
料にて形成しなければならない不都合があった。
いた磁気ヘッドでは、第２の強磁性層をピン止めする方
向と縦バイアスの方向が異なっている。ここで、反強磁
性層を用いて強磁性層をピン止めするためには強磁性層
と反強磁性層を接して成膜したうえで、磁界中で反強磁
性層のブロッキング温度近くまで昇温しなければならな
い。この際、２つの反強磁性層は十分に異なるブロッキ
ング温度を有していなければならない。その理由は、ブ
ロッキング温度が一様であると第２の強磁性層のピン止
めと縦バイアス方向のピン止めのための磁界中昇温処理
のうち、後で行なう工程におけるピン止め方向のみが有
効になってしまうからである。このため、２つの反強磁
性層は十分に異なるブロッキング温度を有する異なる材
料にて形成しなければならない不都合があった。
【０００６】
【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、特に、第２の強磁性層をピン止めするための
反強磁性層と縦バイアス磁界を印加するための反強磁性
層を同じ材料にすることにより、製造コストの安価なＧ
ＭＲ効果に基づく磁気抵抗効果型ヘッド及びその初期化
方法を提供することを、その目的とする。
を改善し、特に、第２の強磁性層をピン止めするための
反強磁性層と縦バイアス磁界を印加するための反強磁性
層を同じ材料にすることにより、製造コストの安価なＧ
ＭＲ効果に基づく磁気抵抗効果型ヘッド及びその初期化
方法を提供することを、その目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、第１の強磁性層の中央部
に隣接して非磁性金属層が形成され、この非磁性金属層
に隣接して第２の強磁性層が形成され、この第２の強磁
性層及び第１の強磁性層を覆うように反強磁性層が形成
され、この反強磁性層の両端部に隣接して一対の電極が
形成されている、という構成を採っている。
め、請求項１記載の発明では、第１の強磁性層の中央部
に隣接して非磁性金属層が形成され、この非磁性金属層
に隣接して第２の強磁性層が形成され、この第２の強磁
性層及び第１の強磁性層を覆うように反強磁性層が形成
され、この反強磁性層の両端部に隣接して一対の電極が
形成されている、という構成を採っている。
【０００８】本発明では、第１の強磁性層における縦バ
イアス磁界の方向と第２の強磁性層における磁化方向と
が揃った状態で磁気抵抗効果型ヘッドを製造した後、請
求項２記載の初期化方法により第２の強磁性層における
磁化方向を第１の強磁性層における縦バイアス磁界の方
向と直交する向きに変換する。これによると、反強磁性
層の成膜直後は第２の強磁性層の磁化方向を第１の強磁
性層における縦バイアス磁界方向と一致させることがで
きるので、反強磁性層のブロッキング温度は全体におい
て一様であっても差し支えない。このため、反強磁性層
の形成にあたり単一の材料を採用することができ、コス
ト低減が可能となる。
イアス磁界の方向と第２の強磁性層における磁化方向と
が揃った状態で磁気抵抗効果型ヘッドを製造した後、請
求項２記載の初期化方法により第２の強磁性層における
磁化方向を第１の強磁性層における縦バイアス磁界の方
向と直交する向きに変換する。これによると、反強磁性
層の成膜直後は第２の強磁性層の磁化方向を第１の強磁
性層における縦バイアス磁界方向と一致させることがで
きるので、反強磁性層のブロッキング温度は全体におい
て一様であっても差し支えない。このため、反強磁性層
の形成にあたり単一の材料を採用することができ、コス
ト低減が可能となる。
【０００９】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
磁気抵抗効果型ヘッドの製造後に、電極に所定電流を流
して第２の強磁性層の磁化方向を設定する磁気抵抗効果
型ヘッドの初期化方法において、所定電流として、信号
磁界の検出電流よりも大きいパルス状電流を流す、とい
う方法を採っている。
磁気抵抗効果型ヘッドの製造後に、電極に所定電流を流
して第２の強磁性層の磁化方向を設定する磁気抵抗効果
型ヘッドの初期化方法において、所定電流として、信号
磁界の検出電流よりも大きいパルス状電流を流す、とい
う方法を採っている。
【００１０】本発明では、電極に信号磁界の検出電流よ
り大きいパルス状電流を流すと、電流磁界と瞬間的な熱
処理効果により、第２の強磁性層のピン止め方向のみが
電流磁界の方向に設定される。このとき、第１の強磁性
層の端部では、感磁部と比較して電流密度が小さく、熱
処理効果が小さいので、ピン止め方向は元のまま保たれ
る。
り大きいパルス状電流を流すと、電流磁界と瞬間的な熱
処理効果により、第２の強磁性層のピン止め方向のみが
電流磁界の方向に設定される。このとき、第１の強磁性
層の端部では、感磁部と比較して電流密度が小さく、熱
処理効果が小さいので、ピン止め方向は元のまま保たれ
る。
【００１１】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、第１の強磁性層に横バ
イアス磁界を印加する横バイアス磁界印加手段を設け
た、という構成を採っている。本発明では、第１の強磁
性層の縦バイアス磁界の方向と第２の強磁性層の磁化方
向とが揃った状態から、第１の強磁性層に横バイアス磁
界を印加することにより第１の強磁性層のバイアス磁界
方向に対し第２の強磁性層の磁化方向を異なる向きに変
換する。このため、請求項１記載の発明と同様の作用を
得る。
磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、第１の強磁性層に横バ
イアス磁界を印加する横バイアス磁界印加手段を設け
た、という構成を採っている。本発明では、第１の強磁
性層の縦バイアス磁界の方向と第２の強磁性層の磁化方
向とが揃った状態から、第１の強磁性層に横バイアス磁
界を印加することにより第１の強磁性層のバイアス磁界
方向に対し第２の強磁性層の磁化方向を異なる向きに変
換する。このため、請求項１記載の発明と同様の作用を
得る。
【００１２】請求項４記載の発明では、反強磁性層が、
単一材料で形成されている、という構成を採っている。
本発明では、反強磁性層を単一材料により一体形成する
ことが可能となり、従来例よりも製造工程を短縮化する
ことでコスト低減が図られる。
単一材料で形成されている、という構成を採っている。
本発明では、反強磁性層を単一材料により一体形成する
ことが可能となり、従来例よりも製造工程を短縮化する
ことでコスト低減が図られる。
【００１３】請求項５記載の発明では、横バイアス磁界
印加手段が、非磁性層を含む、という構成を採ってい
る。
印加手段が、非磁性層を含む、という構成を採ってい
る。
【００１４】請求項６記載の発明では、横バイアス磁界
印加手段が、非磁性層と、軟磁性層とを含む、という構
成を採っている。
印加手段が、非磁性層と、軟磁性層とを含む、という構
成を採っている。
【００１５】請求項７記載の発明では、横バイアス磁界
印加手段が、非磁性層と、永久磁石層とを含む、という
構成を採っている。
印加手段が、非磁性層と、永久磁石層とを含む、という
構成を採っている。
【００１６】請求項８記載の発明では、反強磁性層が、
ＦｅＭｎ，ＮｉＭｎ，ＩｒＭｎを主成分とする群又はＮ
ｉ，Ｃｏ，Ｆｅの酸化物を主成分とする群から選択され
た材料により形成されている、という構成を採ってい
る。
ＦｅＭｎ，ＮｉＭｎ，ＩｒＭｎを主成分とする群又はＮ
ｉ，Ｃｏ，Ｆｅの酸化物を主成分とする群から選択され
た材料により形成されている、という構成を採ってい
る。
【００１７】請求項９記載の発明では、第１の強磁性層
が、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ又はＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉの合金から
なる群より選択された材料によって形成されている、と
いう構成を採っている。
が、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ又はＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉの合金から
なる群より選択された材料によって形成されている、と
いう構成を採っている。
【００１８】請求項１０記載の発明では、第２の強磁性
層が、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ又はＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉの合金か
らなる群より選択された材料によって形成されている、
という構成を採っている。
層が、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ又はＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉの合金か
らなる群より選択された材料によって形成されている、
という構成を採っている。
【００１９】請求項１１記載の発明では、非磁性金属層
が、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ又はＣｕ，Ａｇ，Ａｕの合金から
なる群より選択された材料によって形成されている、と
いう構成を採っている。
が、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ又はＣｕ，Ａｇ，Ａｕの合金から
なる群より選択された材料によって形成されている、と
いう構成を採っている。
【００２０】これらにより、前述した目的を達成しよう
とするものである。
とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の第１の実施の形態
について図面を参照して詳細に説明する。
について図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】図１は本発明の第１の実施の形態の構成を
示す断面図である。この図１において感磁部２５とは、
第１の強磁性層１、非磁性金属層２、第２の強磁性層３
及び反強磁性層４から構成され電極５で囲まれた部分を
指す。また、端部２６とは、電極５、反強磁性層４及び
第１の強磁性層１からなる部分である。端部２６をなす
第１の強磁性層１及び第２の強磁性層３は、反強磁性層
４との交換結合によりピン止め磁界を受ける。ピン止め
磁界は、成膜時あるいはその後の磁界中アニールにより
トラック幅方向２４に固定されるが、電極にヘッド動作
時よりも大きなセンス電流を流すことにより、第２の強
磁性層のピン止め方向は電流磁界の方向、すなわち、信
号磁界の方向２２に固定される。第１の強磁性層１、非
磁性金属層２及び第２の強磁性層３としてはＧＭＲ効果
を示すいくつかの材料の組み合わせを用いることができ
る。第１の強磁性層１、及び第２の強磁性層３としては
Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉならびにＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉの合金から
なる群から選択した材料を用いることができる。また、
非磁性金属層２としてはＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、ならびにＣ
ｕ、Ａｇ、Ａｕの合金からなる群から選択した材料を用
いることができる。また、反強磁性層４としてはＦｅＭ
ｎとＮｉＭｎからなる群あるいはＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅの酸
化物からなる群から選択した材料を用いることができ
る。
示す断面図である。この図１において感磁部２５とは、
第１の強磁性層１、非磁性金属層２、第２の強磁性層３
及び反強磁性層４から構成され電極５で囲まれた部分を
指す。また、端部２６とは、電極５、反強磁性層４及び
第１の強磁性層１からなる部分である。端部２６をなす
第１の強磁性層１及び第２の強磁性層３は、反強磁性層
４との交換結合によりピン止め磁界を受ける。ピン止め
磁界は、成膜時あるいはその後の磁界中アニールにより
トラック幅方向２４に固定されるが、電極にヘッド動作
時よりも大きなセンス電流を流すことにより、第２の強
磁性層のピン止め方向は電流磁界の方向、すなわち、信
号磁界の方向２２に固定される。第１の強磁性層１、非
磁性金属層２及び第２の強磁性層３としてはＧＭＲ効果
を示すいくつかの材料の組み合わせを用いることができ
る。第１の強磁性層１、及び第２の強磁性層３としては
Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉならびにＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉの合金から
なる群から選択した材料を用いることができる。また、
非磁性金属層２としてはＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、ならびにＣ
ｕ、Ａｇ、Ａｕの合金からなる群から選択した材料を用
いることができる。また、反強磁性層４としてはＦｅＭ
ｎとＮｉＭｎからなる群あるいはＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅの酸
化物からなる群から選択した材料を用いることができ
る。
【００２３】次に、本発明の第１の実施の形態の動作に
ついて、図を参照して説明する。
ついて、図を参照して説明する。
【００２４】第１の強磁性層１及び第２の強磁性層３
は、成膜時あるいはその後の磁界中アニールによりトラ
ック幅方向に固定される。その後、電極５にヘッド動作
時よりも大きなセンス電流を流すことによる電流磁界と
瞬間的な熱処理効果により、第２の強磁性層３のピン止
め方向のみを電流磁界の方向、すなわち、信号磁界の方
向２２に固定させる。このとき、第１の強磁性層１の端
部２６においては感磁部２５と比較して電流密度が小さ
く、熱処理効果が小さいので、ピン止め方向はトラック
幅方向２４のまま保たれる。本発明の第１の実施の形態
においては、感磁部２５の第１の強磁性層１の磁化は、
信号磁界が０であるとき、ほぼトラック幅方向２４に向
くようにセンス電流、第１の強磁性層１と第２の強磁性
層３の靜磁界及び層間交換磁界が最適化される。そし
て、信号磁界に対して、第１の強磁性層１が回転し、固
定された第２の強磁性層３の磁化となす角の余弦に比例
した出力が観測される。また、第１の強磁性層１は端部
２６のピン止めされた部分により縦バイアスをうけ、単
一のドメイン状態に保持される。
は、成膜時あるいはその後の磁界中アニールによりトラ
ック幅方向に固定される。その後、電極５にヘッド動作
時よりも大きなセンス電流を流すことによる電流磁界と
瞬間的な熱処理効果により、第２の強磁性層３のピン止
め方向のみを電流磁界の方向、すなわち、信号磁界の方
向２２に固定させる。このとき、第１の強磁性層１の端
部２６においては感磁部２５と比較して電流密度が小さ
く、熱処理効果が小さいので、ピン止め方向はトラック
幅方向２４のまま保たれる。本発明の第１の実施の形態
においては、感磁部２５の第１の強磁性層１の磁化は、
信号磁界が０であるとき、ほぼトラック幅方向２４に向
くようにセンス電流、第１の強磁性層１と第２の強磁性
層３の靜磁界及び層間交換磁界が最適化される。そし
て、信号磁界に対して、第１の強磁性層１が回転し、固
定された第２の強磁性層３の磁化となす角の余弦に比例
した出力が観測される。また、第１の強磁性層１は端部
２６のピン止めされた部分により縦バイアスをうけ、単
一のドメイン状態に保持される。
【００２５】次に、本発明の第１の実施の形態の効果に
ついて説明する。本発明の第１の実施の形態では、第１
の強磁性層１に縦バイアスを加えるための反強磁性層４
と第２の強磁性層３をピン止めするための反強磁性層４
として同じ材料を用い、かつ、同時に成膜しているの
で、成膜におけるターゲットの数を減らすことができ、
コストの安価な磁気抵抗効果ヘッドを得ることができ
る。また、第２の強磁性層３のピン止め方向を信号磁界
方向にするために、大きな電流を流すことにより行って
いるので、温度上昇する領域が感磁部２６に限定され、
磁気ヘッドを構成する他の部分、すなわち、磁気シール
ドや記録ヘッドの磁気特性に悪影響を及ぼす恐れがな
い。
ついて説明する。本発明の第１の実施の形態では、第１
の強磁性層１に縦バイアスを加えるための反強磁性層４
と第２の強磁性層３をピン止めするための反強磁性層４
として同じ材料を用い、かつ、同時に成膜しているの
で、成膜におけるターゲットの数を減らすことができ、
コストの安価な磁気抵抗効果ヘッドを得ることができ
る。また、第２の強磁性層３のピン止め方向を信号磁界
方向にするために、大きな電流を流すことにより行って
いるので、温度上昇する領域が感磁部２６に限定され、
磁気ヘッドを構成する他の部分、すなわち、磁気シール
ドや記録ヘッドの磁気特性に悪影響を及ぼす恐れがな
い。
【００２６】次に、本発明の第２の実施の形態について
図面を参照して詳細に説明する。
図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】図２は、本発明の第２の実施の形態の構成
を示す断面図である。図２で感磁部は、第１の強磁性層
１、非磁性金属層２、第２の強磁性層３、反強磁性層
４、非磁性分離層９、及び軟磁性層６から構成されてい
る。このうち、第１の強磁性層１、非磁性金属層２、第
２の強磁性層３、反強磁性層４の構成は、本発明の第１
の実施の形態と同一である。非磁性分離層９は、強磁性
層１と軟磁性層６の交換結合を切るために設けられてい
る。軟磁性層６は、電流磁界により磁化し、第１の強磁
性層１に横バイアス磁界を供給する。非磁性分離層９と
しては、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｕ等の金属、ＳｉＯ２、Ａ１２
０３等の絶縁層を用いることができる。また、軟磁性層
としてはＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏの合金、あるいはそれに添加
物を加えたもの、Ｃｏを主成分とするアモルファス金属
等を用いることができる。
を示す断面図である。図２で感磁部は、第１の強磁性層
１、非磁性金属層２、第２の強磁性層３、反強磁性層
４、非磁性分離層９、及び軟磁性層６から構成されてい
る。このうち、第１の強磁性層１、非磁性金属層２、第
２の強磁性層３、反強磁性層４の構成は、本発明の第１
の実施の形態と同一である。非磁性分離層９は、強磁性
層１と軟磁性層６の交換結合を切るために設けられてい
る。軟磁性層６は、電流磁界により磁化し、第１の強磁
性層１に横バイアス磁界を供給する。非磁性分離層９と
しては、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｕ等の金属、ＳｉＯ２、Ａ１２
０３等の絶縁層を用いることができる。また、軟磁性層
としてはＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏの合金、あるいはそれに添加
物を加えたもの、Ｃｏを主成分とするアモルファス金属
等を用いることができる。
【００２８】次に、本発明の第２の実施の形態の動作に
ついて、図を参照して説明する。
ついて、図を参照して説明する。
【００２９】第１の強磁性層１及び第２の強磁性層３
は、成膜時あるいはその後の磁界中アニールによりトラ
ック幅方向に固定される。本発明の第２の実施の形態に
おいては、第２の強磁性層３のピン止め方向は大きな電
流を流すことによる回転は行われず、トラック幅方向２
４に保たれる。感磁部の第１の強磁性層１の磁化は、信
号磁界が０であるとき、トラック幅方向に対して約４５
度を向くようにセンス電流、第１の強磁性層１と第２の
強磁性層３の層間交換磁界、及び第１の強磁性層１と軟
磁性層６の静磁界が最適化される。そして、信号磁界に
対して、第１の強磁性層１が回転し、トラック幅方向２
４に固定された第２の強磁性層３の磁化となす角の余弦
に比例した出力が観測される。また、第１の強磁性層１
は端部のピン止めされた部分により縦バイアスをうけ、
単一のドメイン状態に保持される。
は、成膜時あるいはその後の磁界中アニールによりトラ
ック幅方向に固定される。本発明の第２の実施の形態に
おいては、第２の強磁性層３のピン止め方向は大きな電
流を流すことによる回転は行われず、トラック幅方向２
４に保たれる。感磁部の第１の強磁性層１の磁化は、信
号磁界が０であるとき、トラック幅方向に対して約４５
度を向くようにセンス電流、第１の強磁性層１と第２の
強磁性層３の層間交換磁界、及び第１の強磁性層１と軟
磁性層６の静磁界が最適化される。そして、信号磁界に
対して、第１の強磁性層１が回転し、トラック幅方向２
４に固定された第２の強磁性層３の磁化となす角の余弦
に比例した出力が観測される。また、第１の強磁性層１
は端部のピン止めされた部分により縦バイアスをうけ、
単一のドメイン状態に保持される。
【００３０】本発明の第２の実施の形態において、軟磁
性層６、非磁性分離層９を設ける目的は上述のように、
第１の強磁性層１に横バイアス磁界を印加することであ
る。従って、軟磁性層６、非磁性層分離層９は、ＡＭＲ
型のＭＲヘッドで知られている永久磁石層、あるいは、
シャント層等で置き換えることができる。
性層６、非磁性分離層９を設ける目的は上述のように、
第１の強磁性層１に横バイアス磁界を印加することであ
る。従って、軟磁性層６、非磁性層分離層９は、ＡＭＲ
型のＭＲヘッドで知られている永久磁石層、あるいは、
シャント層等で置き換えることができる。
【００３１】また、本発明の第２の実施の形態におい
て、横バイアス磁界を印加する手段７を第１の強磁性層
１ではなく反強磁性層４に隣接して設けることもでき
る。
て、横バイアス磁界を印加する手段７を第１の強磁性層
１ではなく反強磁性層４に隣接して設けることもでき
る。
【００３２】本発明の第２の実施の形態は、第１の実施
の形態の効果に加えて、横バイアス磁界を印加する手段
７を追加したことにより、電流による初期化プロセスを
省略できるという効果も有する。
の形態の効果に加えて、横バイアス磁界を印加する手段
７を追加したことにより、電流による初期化プロセスを
省略できるという効果も有する。
【００３３】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００３４】図３は、本発明の第１の実施例を示す断面
図である。図３を参照すると、本発明の実施例はセラミ
ックの非磁性基板（図示せず）上に、厚さ２μｍのＮｉ
Ｆｅを用いた下シールド１１がメッキ法により成膜さ
れ、イオンミリングにより幅６０μｍにパターン化され
る。その上に、厚さ０．１μｍのＡｌ2Ｏ3を用いた下シ
ールド間ギャップ１６がスパッタリング法により成膜さ
れる。次に、第１の強磁性層１としての厚さ８ｎｍのＮ
ｉＦｅ、非磁性金属層２としての厚さ２．５ｎｍのＣｕ
層、第２の強磁性層３としての厚さ３ｎｍのＮｉＦｅ層
がスパッタリング法により成膜される。その後、ステン
シル型のレジストを付けた後、第２の強磁性層３、中間
層２、の端部がイオンミリングされ、感磁部が幅２μｍ
にパターン化される。さらに、レジストを除去した後、
反強磁性層４として、厚さ３０ｎｍのＮｉＭｎ膜がスパ
ッタリング法により成膜される。ここで、１０ｋＯｅの
磁界をトラック幅方向２４に印加しながら２６０度で熱
処理することにより、第１の強磁性層１及び第２の強磁
性層３にトラック幅方向２４の交換磁界をかける。さら
に感磁部のみにステンシル型のレジストをつけた後、電
極５として厚さ０．２μｍのＡｕ層がスパッタリングさ
れ、レジストが除去される。その後、感磁部及び端部が
ＭＲ高さ方向をイオンミリングによりパターン化され
る。次に、この上に厚さ０．１μｍのＡｌ2Ｏ3を用いた
上シールド間ギャップ１７がスパッタリング法により成
膜される。そして、その上に厚さ２μｍのＮｉＦｅを用
いた上シールド１２がメッキ法により成膜され、イオン
ミリングにより幅６０μｍにパターン化される。さら
に、記録ギャップ層１８としての厚さ０．３μｍのＡｌ
2Ｏ3、コイル（図示せず）、上ポール１４としての厚さ
４μｍのＮｉＦｅが成膜され、記録部を形成する。以上
のようなウエハプロセスを経たヘッドを機械加工及びリ
ード線の取り付けを行った後、センス電流の供給に先立
って、所定のセンス電流の３倍以上のパルス状の初期化
電流を供給し、第２の強磁性層のピン止め方向を信号磁
界の方向に向かせた。以上のように作成した本発明の第
１の実施例のＭＲヘッドの記録再生実験を行ったとこ
ろ、線形応答性に優れ、高出力で対称性の良い再生波形
が得られた。
図である。図３を参照すると、本発明の実施例はセラミ
ックの非磁性基板（図示せず）上に、厚さ２μｍのＮｉ
Ｆｅを用いた下シールド１１がメッキ法により成膜さ
れ、イオンミリングにより幅６０μｍにパターン化され
る。その上に、厚さ０．１μｍのＡｌ2Ｏ3を用いた下シ
ールド間ギャップ１６がスパッタリング法により成膜さ
れる。次に、第１の強磁性層１としての厚さ８ｎｍのＮ
ｉＦｅ、非磁性金属層２としての厚さ２．５ｎｍのＣｕ
層、第２の強磁性層３としての厚さ３ｎｍのＮｉＦｅ層
がスパッタリング法により成膜される。その後、ステン
シル型のレジストを付けた後、第２の強磁性層３、中間
層２、の端部がイオンミリングされ、感磁部が幅２μｍ
にパターン化される。さらに、レジストを除去した後、
反強磁性層４として、厚さ３０ｎｍのＮｉＭｎ膜がスパ
ッタリング法により成膜される。ここで、１０ｋＯｅの
磁界をトラック幅方向２４に印加しながら２６０度で熱
処理することにより、第１の強磁性層１及び第２の強磁
性層３にトラック幅方向２４の交換磁界をかける。さら
に感磁部のみにステンシル型のレジストをつけた後、電
極５として厚さ０．２μｍのＡｕ層がスパッタリングさ
れ、レジストが除去される。その後、感磁部及び端部が
ＭＲ高さ方向をイオンミリングによりパターン化され
る。次に、この上に厚さ０．１μｍのＡｌ2Ｏ3を用いた
上シールド間ギャップ１７がスパッタリング法により成
膜される。そして、その上に厚さ２μｍのＮｉＦｅを用
いた上シールド１２がメッキ法により成膜され、イオン
ミリングにより幅６０μｍにパターン化される。さら
に、記録ギャップ層１８としての厚さ０．３μｍのＡｌ
2Ｏ3、コイル（図示せず）、上ポール１４としての厚さ
４μｍのＮｉＦｅが成膜され、記録部を形成する。以上
のようなウエハプロセスを経たヘッドを機械加工及びリ
ード線の取り付けを行った後、センス電流の供給に先立
って、所定のセンス電流の３倍以上のパルス状の初期化
電流を供給し、第２の強磁性層のピン止め方向を信号磁
界の方向に向かせた。以上のように作成した本発明の第
１の実施例のＭＲヘッドの記録再生実験を行ったとこ
ろ、線形応答性に優れ、高出力で対称性の良い再生波形
が得られた。
【００３５】図４は、本発明の第２の実施例を示す断面
図である。なお、以下の実施例において下シールド間ギ
ャップ層１６まで及び上シールド間ギャップ層１７以降
は本発明の第１の実施例と同様に作成されるので説明及
び図を省略する。図４を参照すると、本発明の第２の実
施例は下シールド間ギャップ層成膜の後、軟磁性層６と
して厚さ１０ｎｍのＣｏＺｒＭｏ、非磁性分離層として
の厚さ５ｎｍのＴａがスパッタ法により成膜される。次
に第１の強磁性層１としての厚さ８ｎｍのＮｉＦｅ、非
磁性金属層２としての厚さ２．５ｎｍのＣｕ層、第２の
強磁性層３としての厚さ３ｎｍのＮｉＦｅ層がスパッタ
リング法により成膜される。その後、ステンシル型のレ
ジストを付けた後、第２の強磁性層３、中間層２、の端
部がイオンミリングされ、感磁部が幅２μｍにパターン
化される。さらに、レジストを除去した後、反強磁性層
４として、厚さ３０ｎｍのＮｉＭｎ膜がスパッタリング
法により成膜される。ここで、１０ｋＯｅの磁界をトラ
ック幅方向２４に印加しながら２６０度で熱処理するこ
とにより、第１の強磁性層１及び第２の強磁性層３にト
ラック幅方向の交換磁界をかける。さらに感磁部のみに
ステンシル型のレジストをつけた後、電極５として厚さ
０．２μｍのＡｕ層がスパッタリングされ、レジストが
除去される。その後、感磁部及び、端部がＭＲ高さ方向
をイオンミリングによりパターン化する。そして、シー
ルド間ギャップ層以降が第１の実施例ど同様に作成され
る。以上のように作成した本発明の第２の実施例のＭＲ
ヘッドの記録再生実験を行ったところ、線形応答性に優
れ、高出力で対称性の良い再生波形が得られた。
図である。なお、以下の実施例において下シールド間ギ
ャップ層１６まで及び上シールド間ギャップ層１７以降
は本発明の第１の実施例と同様に作成されるので説明及
び図を省略する。図４を参照すると、本発明の第２の実
施例は下シールド間ギャップ層成膜の後、軟磁性層６と
して厚さ１０ｎｍのＣｏＺｒＭｏ、非磁性分離層として
の厚さ５ｎｍのＴａがスパッタ法により成膜される。次
に第１の強磁性層１としての厚さ８ｎｍのＮｉＦｅ、非
磁性金属層２としての厚さ２．５ｎｍのＣｕ層、第２の
強磁性層３としての厚さ３ｎｍのＮｉＦｅ層がスパッタ
リング法により成膜される。その後、ステンシル型のレ
ジストを付けた後、第２の強磁性層３、中間層２、の端
部がイオンミリングされ、感磁部が幅２μｍにパターン
化される。さらに、レジストを除去した後、反強磁性層
４として、厚さ３０ｎｍのＮｉＭｎ膜がスパッタリング
法により成膜される。ここで、１０ｋＯｅの磁界をトラ
ック幅方向２４に印加しながら２６０度で熱処理するこ
とにより、第１の強磁性層１及び第２の強磁性層３にト
ラック幅方向の交換磁界をかける。さらに感磁部のみに
ステンシル型のレジストをつけた後、電極５として厚さ
０．２μｍのＡｕ層がスパッタリングされ、レジストが
除去される。その後、感磁部及び、端部がＭＲ高さ方向
をイオンミリングによりパターン化する。そして、シー
ルド間ギャップ層以降が第１の実施例ど同様に作成され
る。以上のように作成した本発明の第２の実施例のＭＲ
ヘッドの記録再生実験を行ったところ、線形応答性に優
れ、高出力で対称性の良い再生波形が得られた。
【００３６】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成され機能す
るので、これによると、請求項１又は３記載の発明で
は、第１の強磁性層及び第２の強磁性層に対し反強磁性
層を共通化し、請求項２記載の初期化方法により又は横
バイアス磁界印加手段により第１及び第２の強磁性層の
磁化方向が揃った状態から事後的に双方の磁化方向を異
ならせることを可能としたので、反強磁性層の成膜時に
おいて第１及び第２の強磁性層のバイアス方向又は磁化
方向が揃っていても差し支えないところ、反強磁性層を
単一材料で形成することができるようになり、これがた
め、製造コストの低減を図ることが可能となる。また、
反強磁性層を一体的に成膜する場合には、製造工程の簡
略化により更なる製造コストの低減を図ることができ
る。また、請求項２記載の発明では、第２の強磁性層の
ピン止め方向を信号磁界方向にすることをヘッドに大き
なセンス電流を流すことにより行っているので、温度上
昇する領域が感磁部に限定され、磁気ヘッドを構成する
他の部分、すなわち、磁気シールドや記録ヘッドの磁気
特性に悪影響を及ぼす恐れがない。
るので、これによると、請求項１又は３記載の発明で
は、第１の強磁性層及び第２の強磁性層に対し反強磁性
層を共通化し、請求項２記載の初期化方法により又は横
バイアス磁界印加手段により第１及び第２の強磁性層の
磁化方向が揃った状態から事後的に双方の磁化方向を異
ならせることを可能としたので、反強磁性層の成膜時に
おいて第１及び第２の強磁性層のバイアス方向又は磁化
方向が揃っていても差し支えないところ、反強磁性層を
単一材料で形成することができるようになり、これがた
め、製造コストの低減を図ることが可能となる。また、
反強磁性層を一体的に成膜する場合には、製造工程の簡
略化により更なる製造コストの低減を図ることができ
る。また、請求項２記載の発明では、第２の強磁性層の
ピン止め方向を信号磁界方向にすることをヘッドに大き
なセンス電流を流すことにより行っているので、温度上
昇する領域が感磁部に限定され、磁気ヘッドを構成する
他の部分、すなわち、磁気シールドや記録ヘッドの磁気
特性に悪影響を及ぼす恐れがない。
【００３７】特に、請求項３記載の発明では、横バイア
ス磁界を印加する手段を追加したことにより、請求項２
のような電流による初期化プロセスを省略し、製造工程
の簡略化を図ることができる、という従来にない優れた
磁気抵抗効果型ヘッド及びその初期化方法を提供するこ
とができる。
ス磁界を印加する手段を追加したことにより、請求項２
のような電流による初期化プロセスを省略し、製造工程
の簡略化を図ることができる、という従来にない優れた
磁気抵抗効果型ヘッド及びその初期化方法を提供するこ
とができる。
【図１】本発明の磁気抵抗効果ヘッドの第１の実施の形
態を示す断面図である。
態を示す断面図である。
【図２】本発明の磁気抵抗効果ヘッドの第２の実施の形
態を示す断面図である。
態を示す断面図である。
【図３】本発明の磁気抵抗効果ヘッドの第１の実施例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図４】本発明の磁気抵抗効果ヘッドの第２の実施例を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図５】従来の巨大磁気抵抗効果ヘッドの構成を示す断
面である。
面である。
【符号の説明】 １ 第１の強磁性層 ２ 非磁性金属層 ３ 第２の強磁性層 ４ 反強磁性層 ５ 電極 ６ 軟磁性層 ７ 横バイアス磁界印加手段 ８ 第２の反強磁性層 ９ 非磁性分離層 ２２ 信号磁界の方向 ２４ トラック幅方向
Claims (11)
- 【請求項１】 第１の強磁性層の中央部に隣接して非磁
性金属層が形成され、この非磁性金属層に隣接して第２
の強磁性層が形成され、この第２の強磁性層及び前記第
１の強磁性層を覆うように反強磁性層が形成され、この
反強磁性層の両端部に隣接して一対の電極が形成されて
いることを特徴とした磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項２】 請求項１記載の磁気抵抗効果型ヘッドの
製造後に、前記電極に所定電流を流して前記第２の強磁
性層の磁化方向を設定する磁気抵抗効果型ヘッドの初期
化方法において、 前記所定電流として、信号磁界の検出電流よりも大きい
パルス状電流を流すことを特徴とした磁気抵抗効果型ヘ
ッドの初期化方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の磁気抵抗効果型ヘッドに
おいて、 前記第１の強磁性層に横バイアス磁界を印加する横バイ
アス磁界印加手段を設けたことを特徴とする磁気抵抗効
果型ヘッド。 - 【請求項４】 前記反強磁性層が、単一材料で形成され
ていることを特徴とした請求項１又は３記載の磁気抵抗
効果型ヘッド。 - 【請求項５】 前記横バイアス磁界印加手段が、非磁性
層を含むことを特徴とした請求項３記載の磁気抵抗効果
型ヘッド。 - 【請求項６】 前記横バイアス磁界印加手段が、非磁性
層と、軟磁性層とを含むことを特徴とした請求項３記載
の磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項７】 前記横バイアス磁界印加手段が、非磁性
層と、永久磁石層とを含むことを特徴とした請求項３記
載の磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項８】 前記反強磁性層が、ＦｅＭｎ，ＮｉＭ
ｎ，ＩｒＭｎを主成分とする群又はＮｉ，Ｃｏ，Ｆｅの
酸化物を主成分とする群から選択された材料により形成
されていることを特徴とした請求項１又は３記載の磁気
抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項９】 前記第１の強磁性層が、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎ
ｉ又はＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉの合金からなる群より選択され
た材料によって形成されていることを特徴とした請求項
１又は３記載の磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項１０】 前記第２の強磁性層が、Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｎｉ又はＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉの合金からなる群より選択さ
れた材料によって形成されていることを特徴とした請求
項１又は３記載の磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項１１】 前記非磁性金属層が、Ｃｕ，Ａｇ，Ａ
ｕ又はＣｕ，Ａｇ，Ａｕの合金からなる群より選択され
た材料によって形成されていることを特徴とした請求項
１又は３記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9174748A JP2985964B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 磁気抵抗効果型ヘッド及びその初期化方法 |
| US09/099,529 US6154348A (en) | 1997-06-30 | 1998-06-18 | Magnetoresistive head and method of initialization having a non-planar anti-ferromagnetic layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9174748A JP2985964B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 磁気抵抗効果型ヘッド及びその初期化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1125428A true JPH1125428A (ja) | 1999-01-29 |
| JP2985964B2 JP2985964B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=15984001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9174748A Expired - Fee Related JP2985964B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 磁気抵抗効果型ヘッド及びその初期化方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6154348A (ja) |
| JP (1) | JP2985964B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6118638A (en) * | 1998-11-02 | 2000-09-12 | Read-Rite Corporation | CPP magnetoresistive device and method for making same |
| US6538843B1 (en) * | 1999-11-09 | 2003-03-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetic head |
| US6721131B2 (en) | 2001-03-15 | 2004-04-13 | Seagate Technology Llc | Composite write pole for a magnetic recording head |
| US6636397B2 (en) * | 2001-03-20 | 2003-10-21 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Lead overlay spin valve sensor with antiferromagnetic layers in passive regions for stabilizing a free layer |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4713708A (en) * | 1986-10-31 | 1987-12-15 | International Business Machines | Magnetoresistive read transducer |
| US4785366A (en) * | 1987-07-09 | 1988-11-15 | International Business Machine Corporation | Magnetoresistive read transducer having patterned orientation of longitudinal bias |
| US5206590A (en) * | 1990-12-11 | 1993-04-27 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor based on the spin valve effect |
| US5159513A (en) * | 1991-02-08 | 1992-10-27 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor based on the spin valve effect |
| US5287238A (en) * | 1992-11-06 | 1994-02-15 | International Business Machines Corporation | Dual spin valve magnetoresistive sensor |
| US5422571A (en) * | 1993-02-08 | 1995-06-06 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive spin valve sensor having a nonmagnetic back layer |
| JP2784457B2 (ja) * | 1993-06-11 | 1998-08-06 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | 磁気抵抗センサ装置 |
| US5528440A (en) * | 1994-07-26 | 1996-06-18 | International Business Machines Corporation | Spin valve magnetoresistive element with longitudinal exchange biasing of end regions abutting the free layer, and magnetic recording system using the element |
| JPH08221719A (ja) * | 1995-02-16 | 1996-08-30 | Tdk Corp | スピンバルブ磁気抵抗ヘッド及びその製造方法 |
| US5793279A (en) * | 1996-08-26 | 1998-08-11 | Read-Rite Corporation | Methods and compositions for optimizing interfacial properties of magnetoresistive sensors |
-
1997
- 1997-06-30 JP JP9174748A patent/JP2985964B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-06-18 US US09/099,529 patent/US6154348A/en not_active Expired - Fee Related
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| US6154348A (en) | 2000-11-28 |
| JP2985964B2 (ja) | 1999-12-06 |
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